葉銘漢：北京正負電子對撞機往事

中國工程院院士、中國科學院高能物理研究所原所長葉銘漢曾說，自己趕上了好日子，趕上了好領(lǐng)導，趕上了建造北京正負電子對撞機，真是十分幸運。

他擔任高能所所長的1984至1988年，正是中國第一個大科學裝置——北京正負電子對撞機建設(shè)的關(guān)鍵時期，而高能所正是對撞機的建設(shè)單位。在他看來，對撞機的建設(shè)可謂趕上了“天時、地利、人和”。

北京正負電子對撞機堪稱20世紀80年代中美科技合作的典范。當時在中國科學院理論物理研究所工作的何祚庥、慶承瑞夫婦告訴《中國新聞周刊》，那時大家都戲稱“中美高能物理合作聯(lián)合委員會”的潘諾夫斯基為“潘司令”，稱呼李政道為“李政委”。而葉銘漢之所以被推為高能所所長，主持對撞機建設(shè)，與他的資歷、知人善任的組織能力以及他與李政道的同窗之誼等都有很大關(guān)系。

2024年4月2日是葉銘漢的虛歲百歲華誕，李政道從美國發(fā)來賀信：“八十年前我們同學西南聯(lián)大，共同探索物理學的奧秘，追求報效祖國之路。今日，我們并肩健步，走向百歲。風雨歲月八十余年，同學真情至今，世上珍貴，人間罕見。”

8月4日凌晨，李政道在美國舊金山家中辭世，享年97歲。10月4日，葉銘漢在北京去世，享年99歲。

恰同學少年

抗戰(zhàn)勝利后不久，報名加入青年遠征軍的葉銘漢返回西南聯(lián)大土木工程學系復學，結(jié)識了剛從浙江大學轉(zhuǎn)學到西南聯(lián)大物理系的李政道。兩人都是上海人，宿舍又相鄰，很快成了朋友。葉銘漢的叔父葉企孫是西南聯(lián)大理學院院長、著名物理學家，好友李政道、陸祖蔭、樓格也都是物理系的，他逐漸對物理產(chǎn)生了濃厚興趣。

西南聯(lián)大匯聚了物理學各學科明星教授，葉企孫講電磁學，吳大猷開量子力學，張文裕教原子核物理學，王竹溪教統(tǒng)計力學。師多生少，有時幾位老師開同一門課，學生可自由選擇，年輕人在一起也會點評老師的水平。

李政道的數(shù)理水平比其他同學高一大截，經(jīng)常幫助其他人，有時會出一些題目考考同學。葉銘漢記得，有一道有趣的題目，李政道說是束星北考他的：一張紙卷成圓筒，手一松紙為什么會彈回來？其中的力學原理雖然簡單，但如果僅僅死記硬背公式是答不出來的。

那時圖書館經(jīng)常一座難求，很多學生都去學校周圍的幾個小茶館，泡一杯茶或者買一杯白開水，就可以無限續(xù)水，坐上半天。葉銘漢和李政道、陸祖蔭、樓格經(jīng)常在一張八仙桌邊圍坐，看書，討論，做習題。

1946年5月4日上午，西南聯(lián)大召開大會，宣布結(jié)束辦學，北返復校。此時，土木系一年級的葉銘漢選擇了轉(zhuǎn)清華大學物理系，物理系一年級的樓格已經(jīng)辦好轉(zhuǎn)清華電機系手續(xù)，物理系二年級的李政道準備赴美留學，物理系四年級的陸祖蔭即將畢業(yè)去北大任教。那天陽光明媚，四個青年意氣風發(fā)地走在校園里，留下了一張恰同學少年的合影。

1949年，葉銘漢考入清華大學研究院，導師是錢三強。1950年5月，中國科學院近代物理所組建。在錢三強安排下，剛讀完研究生一年級的葉銘漢調(diào)入該所。

不久后，核物理學家趙忠堯回國，在近代物理所創(chuàng)建靜電加速器組。葉銘漢調(diào)入該組，作為趙忠堯的主要助手，在1951年至1958年期間參與研制了中國最早的兩臺靜電粒子加速器700keV（V1）和2.5MeV（V2），做了中國第一批低能核物理實驗。

“塞翁失馬，焉知非?！?/h3>

1956年，中國政府決定開展高能物理實驗研究。承擔此項工作的原子能研究所先后提出了多個方案，如1957年的2GeV電子同步加速器、1958年的12GeV電子同步加速器、1959年的420MeV中能強流回旋加速器、1965年的3.2GeV質(zhì)子同步加速器？？？？數(shù)量之多，以至于原子能所被調(diào)侃為“方案所”。然而當時基礎(chǔ)研究舉步維艱，這些方案都成為泡影。

改革開放后，高能物理被國家列為影響全局的八個科學技術(shù)領(lǐng)域之一，建造一臺高能加速器被明確列入國家自然科學發(fā)展規(guī)劃。國家批準在北京十三陵建設(shè)“高能物理實驗中心”，研制一臺50GeV質(zhì)子同步加速器，代號“八七工程”，高能所為建設(shè)單位?？偼顿Y經(jīng)一再壓縮，仍為5.4億元之巨。

葉銘漢在高能所一室擔任多絲正比室組組長。1978年底，他隨高能所考察組到美國考察，參觀了美國五大高能物理實驗室。他在布魯克海文國家實驗室的實驗大廳看到龐大的探測設(shè)備，感到十分震撼。

次年1月，中美建交，鄧小平訪美，與美國總統(tǒng)卡特簽署了《中美科技合作協(xié)定》。隨后，方毅代表國家科學技術(shù)委員會和美國能源部簽署了中美《在高能物理領(lǐng)域進行合作的執(zhí)行協(xié)議》。中美高能物理合作協(xié)議簽訂后，李政道與美國20多所大學和五大高能物理實驗室聯(lián)系，設(shè)立了訪問學者項目，這些人被稱為“李政道學者”。葉銘漢也是其中之一。

1979年底，葉銘漢來到普林斯頓大學做訪問學者。普林斯頓大學有一個實驗組，在美國布魯克海文國家實驗室的質(zhì)子加速器AGS上工作?！鞍似吖こ獭币ㄔ斓?0GeV質(zhì)子同步加速器的能區(qū)與AGS接近，因此葉銘漢選擇參加了這個實驗組的工作。

就在這時，在國民經(jīng)濟調(diào)整的背景下，1981年1月，耗資巨大的“八七工程”下馬了。算起來，這已經(jīng)是中國高能加速器的“七上七下”了。然而，這次的下馬還牽涉到中美高能物理合作的大局。

合作協(xié)議簽訂后，在李政道的促成下，雙方組織了“中美高能物理合作聯(lián)合委員會”。中方由中國科學院及所屬高能物理所參加，美方由美國能源部及其所屬的五大高能物理國家實驗室參加。這個聯(lián)合委員會每年召開一次會議，中美輪流主辦。會議分兩個小組進行，一個小組討論年度合作項目，另一個討論專利和版權(quán)問題。沒想到，第二次會議剛開過不久，“八七工程”就下馬了。

1981年3月，中國科學院派朱洪元和謝家麟到美國，在費米國家實驗室與美方舉行了非正式會議，通報工程調(diào)整情況。在美訪學的葉銘漢也參加了這次會議。

謝家麟在會上介紹，“八七工程”下馬后，國家同意位于玉泉路的高能加速器預(yù)制工程在調(diào)整后繼續(xù)進行。高能所首選的調(diào)整方案，是利用剩余的9000萬元經(jīng)費，建造5GeV（原為50GeV）質(zhì)子同步加速器。斯坦福直線加速器中心（SLAC）主任潘諾夫斯基則建議中方，建設(shè)2×2.2GeV正負電子對撞機。

20世紀60—80年代，世界上共建有約14臺質(zhì)子加速器，當時大部分已關(guān)閉或轉(zhuǎn)向，而轉(zhuǎn)向建造新型加速器：正負電子對撞機。因為，兩束高速粒子相撞的能量顯然要比一束高速粒子打在靜止靶上高得多，當然技術(shù)也復雜得多。一臺電子對撞機只能占據(jù)一個有限的能區(qū)，當時國際高能物理的熱點已轉(zhuǎn)向90GeV左右的高能區(qū)，而在2—5GeV這個低能區(qū)留下了一些有特色的前沿性工作可做，這是一個難得的物理窗口，并且建造2×2.2GeV正負電子對撞機造價不是很高，大約折合人民幣9000萬元。

聽了潘諾夫斯基等人的意見，葉銘漢有豁然開朗之感，完全贊同這種觀點。這個建議得到多數(shù)與會者以及在美200余位中國訪問學者的贊同。

這個意見帶回國后，經(jīng)過1981年5月的香山會議、9月的豐臺會議的大討論，達成了廣泛共識。但不同意見也不少，比如對撞機亮度達不到設(shè)計指標怎么辦？建成時窗口已關(guān)閉怎么辦？直到方案正式上報后，仍然出現(xiàn)了大的反復。最后，鄧小平拍板：“不要再猶豫了，這個益處是很大的。”在不同場合，他一連說了三個“不再猶豫”。

1983年，國務(wù)院正式批準北京正負電子對撞機項目，列為國家重點工程，代號“8312工程”，并成立由中央直接領(lǐng)導的跨部委工程領(lǐng)導小組。

葉銘漢后來感慨，“八七工程”被迫下馬可謂“塞翁失馬，焉知非?！?。如果真的花費巨資建成50GeV質(zhì)子加速器，將很難做前沿的物理研究，而且按國際經(jīng)驗，質(zhì)子加速器每年的運行費用大約是建造投資的10%，其結(jié)果可能是中國高能物理實驗研究走進死胡同。

“占有一席之地”

1984年，年事已高的張文裕不再擔任中國科學院高能所所長。葉銘漢接任所長，謝家麟、張厚英和陳東為副所長。這年10月7日，由鄧小平等奠基，北京正負電子對撞機工程破土動工。

當時中國科學院在所屬研究所試行所長負責制，高能所是試點單位之一。葉銘漢曾感慨：“我不善于跟社會各方面打交道，幸虧有領(lǐng)導小組，我們才沒有陷入困境?！?/p>

最初，他只有70%的信心按時完成計劃，但所遇到的難題，領(lǐng)導小組成員都出面解決了。組長谷羽是中國科學院副秘書長兼計劃局局長，她是胡喬木的夫人，住在中南海，有事可以直接找中央領(lǐng)導。由于國家計委副主任張壽的關(guān)系，經(jīng)費一直重點保證，及時調(diào)撥。與外單位的協(xié)作主要由國家經(jīng)委副主任林宗棠負責，當時經(jīng)常斷供的水泥也優(yōu)先確保。北京市副市長張百發(fā)一度把當時全北京僅有的三臺大吊車都調(diào)到了對撞機工地上。

對撞機工程的復雜性和艱巨性前所未有。那些技術(shù)尖端、精度要求極高的專用設(shè)備，中國大多未曾做過。李政道建議，聘請潘諾夫斯基為工程領(lǐng)導小組科學顧問，而且應(yīng)該付報酬，以讓美方承擔責任。

潘諾夫斯基與美國政府研究后，與中方商定，每年來高能所兩次，每次兩周，但不以顧問名義，不受報酬，中方只提供旅費和在華生活費。潘諾夫斯基工作盡心盡力，很受歡迎，獲得了“老潘”的雅號。

老潘曾問：“你們這樣有效率，有什么秘訣？”張百發(fā)開玩笑說：“其實也沒什么秘訣，就是我們?nèi)齻€人都聽老太太（谷羽）的?！?/p>

時任“8312工程”領(lǐng)導小組辦公室主任柳懷祖告訴《中國新聞周刊》，那時任務(wù)艱巨，又錯綜復雜，多虧有谷羽坐鎮(zhèn)，葉銘漢才能把各方面力量協(xié)調(diào)起來。作為中國加速器建造的元老，葉銘漢為人正派坦誠，又低調(diào)不張揚。

后來，聽說有人告谷羽，葉銘漢牽頭上書中央領(lǐng)導。他親筆寫道，多年來高能所被外界認為“辦不成事”，現(xiàn)在國內(nèi)外科學家對高能所的看法總算有了變化，認為“開始走上了軌道”，“有希望了”。30年來我國高能加速器的建造計劃經(jīng)歷了“七下八上”的曲折過程，現(xiàn)在工程建設(shè)的形勢很好，這是來之不易的，但要按時完成又十分艱巨和緊迫?！斑@種情況下，我們?nèi)骄挲g已達46歲的科技人員再也經(jīng)不起折騰了，說得嚴重一些，我們這批人也只有這一次拼搏機會了，再也不能容忍這些人搞干擾了，我們懇求中央給予我們支持，加強谷羽和工程領(lǐng)導小組對工程和高能所的全面領(lǐng)導?！敝x家麟、張厚英、方守賢、于鴻璇、潘惠寶、石寅生、章炎、王恒久等多人在信上簽名。柳懷祖說，這件事讓他看到了葉銘漢鮮少顯露的剛毅正直的一面。

按照分工，謝家麟、方守賢主要負責對撞機，葉銘漢主要負責譜儀。對撞機的工作原理是讓正電子與負電子分別加速，在對撞點對撞。探測器作為“相機快門”安裝在對撞點附近，觀測并記錄正負電子對撞后在納秒時間內(nèi)發(fā)生的全過程。

北京譜儀重500多噸，主要由主漂移室、飛行時間計數(shù)器、μ子鑒別器、亮度監(jiān)測器等子探測器組成，每個組組長都是葉銘漢親自點將的。其中的飛行時間計數(shù)器，他請最早去丁肇中領(lǐng)導的德國漢堡同步加速器實驗室（被稱為“丁訓班”）工作過的鄭志鵬負責。鄭志鵬沒有馬上答應(yīng)，因為丁肇中實驗室做的分辨率是400ps，北京譜儀要做200ps，要提高一倍，難度較大，但最后他還是決定抓住這個機遇。

鄭志鵬告訴《中國新聞周刊》，葉銘漢一直謙稱自己沒什么管理能力，常說他當所長就是放手讓大家干，自己沒干什么，其實他建立的責任負責制和定期檢查制度就很好地反映了他的管理能力。他和謝家麟、方守賢在對撞機建造過程中堅持執(zhí)行CPM（關(guān)鍵路線追蹤檢查方法），對執(zhí)行和推進工程進度作用明顯。他在任期間，建成了中國第一個高能物理基地，對同步輻射應(yīng)用、自由電子激光建設(shè)、宇宙線天體物理發(fā)展等其他學科也抓得很緊，顯示了其眼光。

鄭志鵬回憶，北京譜儀建設(shè)時期遇到的最大困難就是加工條件和所需高精尖材料不符合要求，與國際水平相差很多。丁肇中實驗室設(shè)備齊全，而國內(nèi)要什么沒什么。北京譜儀要求極為精細，比如主漂移室面板的鉆孔必須達到十萬分之一米的加工精度，當時還沒有自動化加工條件，只能靠人工。

為了解決精加工問題，葉銘漢跑遍了全國，才在三線城市找到一家工廠。他要求技術(shù)人員和工程師入駐工廠，一待就是一年半載。那四年中，他和工作人員都非常緊張，幾乎沒有節(jié)假日，周末甚至春節(jié)也照樣在實驗室加班，和加工工廠對接催貨。

柳懷祖回憶，在每年一次的“中美高能物理合作聯(lián)合委員會”會議上，中方會提出兩三頁的清單，包括需要的關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備部件或軟件，美方一般都很配合，解決問題很實在，李政道更是會積極幫助落實。其中與北京譜儀相關(guān)的方案由葉銘漢主導。

柳懷祖說，葉銘漢性格隱忍。李政道回國和他討論問題，發(fā)現(xiàn)上次說好的事沒有做到，很不客氣地說：“出問題了為什么不說？有困難找領(lǐng)導小組幫忙解決。”見葉銘漢低頭不語，清楚緣由的柳懷祖趕緊解釋，問題已經(jīng)報告了領(lǐng)導小組，正在解決中。

雖然高能所建立了一個小機房，但遠遠滿足不了對撞機工程數(shù)以億計的龐大運算數(shù)據(jù)處理所需。1985年1月，一個中美計算機專家小組進行了計算機需求專題討論，決定在高能所建立一個大型計算中心，從美國引進當時世界上最先進的VAX8550大型計算機。這是美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）1984年10月剛研制成功的，美國禁止其出口。經(jīng)老潘作證，美國國會批準了出口，但僅限于對撞機項目使用，不得做其他計算。

1986年，高能所大型計算中心建成投入使用，并開始與歐洲核子中心聯(lián)網(wǎng)。這樣，高能所擁有了世界上最先進的大型計算機。

1988年10月16日凌晨，北京譜儀亮度監(jiān)測器上觀察到正負電子對撞的巴巴散射信號。守候的陳森玉激動地給柳懷祖打來電話，大叫“撞上了！撞上了”！這標志著對撞機建造成功。

1989年春，北京譜儀安裝到對撞點，開始調(diào)試，但一直沒能看到J/Ψ信號。葉銘漢找鄭志鵬等一起分析了原因。在改善探測器性能、擴大加速器能量掃描范圍后，6月的一個晚上，他們終于在凌晨找到了J/Ψ粒子信號，這是國際公認的調(diào)試成功標準。

“老黃牛的韌勁”

1988年，葉銘漢擔任高能所所長期滿換屆，方守賢接任所長。1990年，鄭志鵬接任所長。

鄭志鵬說，北京正負電子對撞機和北京譜儀現(xiàn)在的成果足以說明當初工程上馬的重要性，否則中國高等物理的發(fā)展不知要推遲到何時?；A(chǔ)研究和應(yīng)用研究是水和魚的關(guān)系，只有基礎(chǔ)研究發(fā)展了，人才培養(yǎng)了，才能把應(yīng)用研究搞好。

何祚庥認為，現(xiàn)在回頭看，當年北京正負電子對撞機工程上馬的決策非常正確。現(xiàn)在高能所的很多項目，包括應(yīng)用項目、尖端技術(shù)，規(guī)模比當年要大得多，但技術(shù)基礎(chǔ)就是這個項目奠定的。

葉銘漢退休后，繼續(xù)擔任李政道主持成立的中國高等科學技術(shù)中心的學術(shù)委員會主任。中心的年輕人從來感受不到他的衰老。他晚年住在中關(guān)村的中國科學院家屬樓，距離工作單位兩站地，年屆九十仍堅持步行上下班，走起路來經(jīng)常一路小跑。關(guān)于北京正負電子對撞機和北京譜儀的會議，只要請他他都會去，后來坐著輪椅也會出席。

葉銘漢性格內(nèi)向，自稱沒有過“雄心大志”。他也告訴子女不必爭取第一，認為總想爭第一、太計較分數(shù)的話，可能反而學不好。他常說，自己不是個聰明人，記憶力也不好，但最大的特點是做事情能堅持。

李政道曾把葉銘漢喻為一頭具有巨大內(nèi)在力量的“bison”（野牛），但柳懷祖覺得，葉銘漢更像一頭老黃牛，他沒有野牛的狂勁，身上更多的是老黃牛的韌勁。

晚年，葉銘漢花了很多精力收集整理叔父葉企孫遺存的文著、電文、手稿。2013年，葉銘漢和戴念祖、李艷平等整理的《葉企孫文存》出版。李政道為《葉企孫文存》作序。

葉企孫一直保存著李政道1945年在西南聯(lián)大的電磁學考卷。卷子上有葉企孫的判分：“李政道：58+25=83。”葉銘漢將這份試卷拿給李政道看時，李政道百感交集。

1977年1月13日，葉企孫病逝。病重期間，侄孫葉建榮勸他去醫(yī)院，他拒絕了。他說，其實人無須活得太老，活得太老，最后幾年像熊冬眠一樣，什么事也做不成。他還說：“我一生想做的事已經(jīng)做完，還有的事，只好留待你銘漢叔父去做了。”

他的期待，葉銘漢沒有辜負。

（本文參考了柳懷祖《北京正負電子對撞機工程建設(shè)親歷記》，田兆運、陳沫、田茗羽《葉銘漢傳》，葉梅《大對撞》，趙天池《李政道評傳》）